碳钢和铸铁复习资料习题集讲解文档格式.docx

1、 （2）Cr是缩小区元素; （3） 在含量超过2%易形成白口组织, （4） Cr含量在10%30%,形成高碳化合物以及在铸件表面形成氧化膜，从而用作耐磨、耐热零件。18、铸铁生产过程中，孕育处理的目的：促进石墨化，降低白口倾向，降低断面敏感性，控制石墨形态，消除过冷石墨，适当增加珠光体共晶团数和促进细片状珠光体的形成，从而达到改善铸铁的强度性能及其他性能。19、下列哪种元素能增加灰铸铁的流动性？ （3）（1）Mn、（2）、（3）、（4）20、灰口铸铁在铸造时的收缩过程包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段，请问在那个阶段有可能会出现膨胀现象？（b）凝固收缩（a）液态收缩（b）凝固收缩（c）固

2、态收缩21、简要说明球墨铸铁组织和力学性能特点：球墨铸铁的金相组织：G+F体、G+P体、G+ F体+ P体等，而且直接决定着球墨铸铁的力学性能。QT硬度比同基体的钢和灰铸铁要高，所以耐磨性能好。和其它钢铁材料一样，QT的常温力学性能随着温度的升高而下降，伸长率则相反。随着基体组织的不同，他们的强度及塑性韧性各有不同。22、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液与石墨间的界面张力。23、球墨铸铁的生产过程：熔炼合格的铁液、球化处理、孕育处理、炉前检验、浇注铸件、清理及热处理、铸件质量检验。24、球墨铸铁的生产选择碳硅含量时一般采用（）高碳低硅（）高碳高硅（）低碳低硅

3、（）高碳低硅（）低碳高硅或 球墨铸铁生产时C Si Mn S P等元素生产时采用一高四低原则，一高是指（A）（A） C （B）Si （）Mn （D） 简要说明。）球化剂的加入会促使共晶点右移，并易于形成白口，因此为了提高铸铁的流动性和石墨化，提高含碳量，此为一高；）对于来说，由于硅含量过高，会降低铸铁的韧性，并使韧性脆性转变温度升高；因此要控制的含量，此为一低；）不仅促进片状石墨的生长，同时还是白口化元素，而且还形成硫化物夹杂，因此尽可能的降低的含量；）在球墨铸铁中有严重的偏析倾向，易在晶界处形成磷共晶，严重降低球铁的韧性，同时增大球铁的缩松倾向，因此限制的含量；）由于球化元素具有很强的脱硫作

4、用，限制硫的作用大大减小，同时有严重的偏西倾向，形成的晶间碳化物会显著降低球铁的韧性，因此限制的含量。25、在生产条件下，目前生产球墨铸铁使用的球化剂一般是以、和三种元素为基本成分配制的球化剂，我国使用最多的是稀土镁球化剂。26、球铁生产过程中采用孕育处理的目的：消除球化元素所造成的白口倾向，获得铸态无自由渗碳体铸件；增加石墨球数量，使石墨球径变小，分布均匀，形状圆整，提高球化等级;进一步细化共晶团，减少偏析，提高球墨铸铁的力学性能。27、球墨铸铁的退火处理目的是除去铸态组织中的自由渗碳体及获得铁素体球墨铸铁；28、球墨铸铁正火处理的目的：在于增加金属基体中珠光体的含量和提高珠光体的分散度；2

5、9、可锻铸铁是由（白口铸铁）铸件毛坯经退火处理得到的（蠕墨铸铁）（）灰口铸铁（）白口铸铁（）球墨铸铁（）蠕墨铸铁30、蠕墨铸铁中石墨形态规定是石墨长度与厚度之比为：（）（）（）大于31、冷硬铸铁轧辊的铸造方法有三种，包括：一体铸造、溢流铸造和离心铸造。32、耐热铸铁是指在高温条件下具有一定抗氧化性和抗生长性能，并能承受一定载荷的铸铁。33、冲天炉熔炼的铁液质量一般包括三个方面：较高的铁液温度、适合的化学成分、限量的有害元素。34、铸铁在熔炼时，检验铁液的三项冶金指标是指：温度、化学成分和纯净度。35、冲天炉强化熔炼的主要措施有：预热送风；富氧送风；除湿送风。36、冲天炉内的底焦层中还原带内进行

6、的主要反应是（4）CO2+C=2CO）（）C+O2=CO2（2） 2C+O2=2CO（3）2CO+O2=2CO2（4）CO2+C=2CO37、冲天炉中的底焦层如图所示，请在图中示意出氧化带和还原带，并写出氧和焦炭的四个反应式及其是放热还是吸热。还原区在上面，氧化区在下面还原带氧化带+O2 =CO2 +408kJ 放热 +1/2O2 =CO +123kJ 放热 CO+1/2O2 =CO2 +285kJ 放热 CO2+C=2CO -162kJ 吸热37、炉料从冲天炉的加料口下落时，根据炉内焦炭的存在状态不同，可划分为预热区、熔化区、过热区和炉缸区。其中传递给炉料热量最多的是（过热区）（）预热区、（

7、）熔化区、（）过热区（）炉缸区38、在一般酸性冲天炉中，、这五大元素的变化趋势是：、增加；、烧损以及含不变。39、简要说明“铁液温度对铁液成分的变化具有决定性影响，高温是控制碳量、减少硫量和降低烧损的基本条件” 40、有助于脱渣的碱度大、炉温高、氧化气氛低 41、有助于脱渣的碱度大、炉温低、炉气氧化性强 42、双联熔炼是指为了提高铁液温度、调整铁液的化学成分，采用冲天炉熔化，工频感应电炉控制和调节铁液的温度成分联合熔炼铸铁的工艺。43、灰铸铁在凝固过程中，由于铸造条件下是不平衡凝固过程，因此形成成分偏析，Mn和Si元素分别形成（ B ）（A） Si正偏析，Mn正偏析； （B） Si负偏析，Mn

8、正偏析；（C） Si正偏析，Mn负偏析； （D） Si负偏析，Mn负偏析；44、对于灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁三者性能之间关系叙述正确的是（ ）（A） 灰铸铁的减震性能较球墨铸铁差； （B） 蠕墨铸铁的铸造性能最好；（C） 球墨铸铁的力学性能较差； （D） 蠕墨铸铁的导热性高于灰铸铁。45、可锻铸铁熔炼时化学成分要求：（ C ）（A）高碳高硅（B）低碳低硅（C）高碳低硅（D）低碳高硅46、铸铁件在应用时最常见的腐蚀形式是（ ）（A）化学腐蚀（B）生物腐蚀（C）应力腐蚀（D）电化学腐蚀47、下列不用于冲天炉中脱硫时使用的物质是（ ）（A）石灰（B）电石（D）硅铁 （C）白云石48、铸造碳钢属于亚

9、共析钢，铸造低合金钢其合金元素的总含量一般不超过5%，我国最广泛的铸造低合金钢钢种属于锰系和铬系两大系列；高合金钢则其加入合金元素的总量在10%以上。49、亚共析钢中的魏氏组织是指：（ ）（1）条状先共析铁素体 （2）粒状先共析铁素体 （3）网状先共析铁素体50、铸钢件断面典型的晶粒分布如图所示，包括三个区域：1表面细晶区；2柱状晶区；3中间等轴晶区。51、碳钢铸件一般不采用（ ）热处理方式（1）正火处理 （2）淬火处理 （3）退火处理 （4）回火处理52、碳钢的铸造性能相对铸铁较差：钢的熔点较高；结晶温度间隔较宽；收缩量较大；故钢液的流动性较低；缩孔及缩松倾向大，铸件易形成热裂和冷裂等缺陷。

10、53、Mn在铸造碳钢中的主要作用是脱氧和减轻硫的有害作用；而在铸造低合金钢中主要是提高钢的淬透性。54、简答高锰钢的水韧处理及其铸件不宜进行机加工的特性？ 水韧处理实际为一种固溶处理,常用于高锰钢，由于高锰钢的铸态组织为奥氏体，碳化物及少量的相变产物珠光体所组成。沿奥氏体晶界析出的碳化物降低钢的韧性，为消除碳化物，将钢加热至奥氏体区温度（1050-1100，视钢中碳化物的细小或粗大而定）并保温一段时间（每25mm壁厚保温1h），使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后快速冷却，从而得到单一的过冷奥氏体组织。55、不锈钢（耐蚀钢）一般分为两类：铬不锈钢和铬镍不锈钢；使不锈钢具有耐蚀性的合

11、金元素主要是铬，一般不锈钢的最低含铬量为13%，56、不锈钢中铬的主要作用其作用包括：（1）在铸件表面形成致密的氧化膜；（2）提高铁素体的电极电位。57、碱性电弧炉氧化法炼钢的主要过程：补炉；配料和装料；熔化期；氧化期；还原期；出钢。58、碱性电弧炉氧化法炼钢中氧化期的任务：脱磷，去除钢液中的气体和夹杂物，并提高钢液的温度。59、在碱性电弧炉氧化法炼钢过程中，氧化脱碳沸腾精炼钢液是发生在（ ）（1）熔化期 （2）氧化期 （3）出钢 （4）还原期60、钢液精炼的反应是（ ）（1）脱碳反应 （2）脱氧反应 （3）脱硫反应 （4）脱磷反应61、炼钢生产中最常用的三种脱氧剂是Mn、Al、Si。62、吹

12、氩精炼：利用氩是惰性气体，既不溶于钢液中，又不合钢液中的元素反应，因此向钢包内的钢液中吹氩，氩气泡在缓慢上升过程中吸附非金属夹杂和溶解在钢液中的气体，达到净化作用；同时由于氩气泡内CO的分压力为0，因此C和O在氩气泡和钢液界面上发生反应形成CO进入氩气泡，从而达到脱氧的目的。（4分）63、铝硅铸造合金中，流动性最好的合金含硅量（ ）（1）6.57.5% （2）1012% （3）1618%64、铝合金熔炼时，炉气中能在铝液中大量溶解的气体是（ ）（1）N2 （2）O2 （3）H2 （4）H2O（气）65、铝合金的吸附精炼：是指在铝合金熔炼时通入不溶气体或加入精炼剂产生不溶于铝液的气体，在上浮的过

13、程中吸附氧化夹杂，同时清除氧化夹杂及其表面依附的H2，达到净化铝液的方法。（3分）66、下列哪一类铝合金精炼时不希望采用通氮精炼（ ）（1）Al-Si （2）Al-Cu （3）Al-Zn （4）Al-Mg67、铝硅合金熔炼时加入三元变质剂NaF-NaCl-KCl时，其中对共晶硅具有变质作用的是：（ ）（1） NaF （2） NaCl （3） KCl68、铝硅合金熔炼时，下列变质剂哪种对细化-Al有效？ （1）Al-Ti-B （2）磷铜 （3）Al-Sr （4）Al-RE69、ZL402属于（ ）合金。（1）（1）Al-Si （2）Al-Cu （3）Al-Zn （4）Al-Mg71、如何理解铝合

14、金精炼时“除杂是除气的基础” 73、铝合金熔炼时，铝液和炉气反应生成的主要夹杂是Al2O3，同时能够大量溶入铝液的气体则是H2。但是铝液中的氢和氧化夹杂的主要来源则是铝液与炉气中水汽的反应，其反应式是Al+3/2H2O=1/2Al2O3+3/2H2。74、铝合金的变质处理包括三类：（1）（Al）的晶粒细化处理；（2）初晶Si的细化处理；（3）共晶硅的变质处理。75、铸造铜合金分为青铜和黄铜两大类，其中黄铜是以锌为主加元素的铜合金。76、锡青铜典型的铸态组织是由树枝晶和共析体（+）组成的非平衡组织，由于相是脆硬相，对铸件的塑性不利，可以采用均匀化退火，提高塑性。77、10-1锡青铜的合金牌号为Z

15、CuSn10P1，其成分为Sn9%11%, P 0.61.2%,其余为Cu,请说出P作为合金元素加入的作用:78、5-5-5锡青铜的合金牌号为ZCuSn5Pb5Zn5，成份：Sn 46%, Pb 46% , Zn 46% ,其余为铜。说出Pb作为合金元素加入的作用:79、10-2锡青铜的合金牌号为ZCuSn10Zn2，成份：Sn 911%,Zn 1.53.5%,其余为Cu，锌的作用：（）缩小合金的结晶温度范围，提高充型、补缩能力，减轻缩松倾向，提高气密性；（）溶入固溶体中，具有固溶强化作用。80、锡青铜的铸造性能特点：（1）结晶温度范围宽，枝晶发达，易形成缩松；（2）容易产生热裂纹；（3）易产

16、生反偏析，也就是铸件表面出现“锡汗”；（4）线收缩小，铸造内应力小，冷裂倾向小。81、铸造黄铜是以Zn为主加元素的铜合金，铸造性能好表现在：（1）结晶温度范围小，充型能力强；（2）锌的沸点低，有自发除气作用。82、铸造黄铜基本上是由 +两相组成，其主要缺点是脱锌腐蚀。83、下列铸造铜合金熔炼时需要进行脱氧操作的是（ ）（1）黄铜 （2）锡青铜 （3）铝青铜 （4）硅青铜84、铜合金熔炼时，炉气中既能溶入铜液中又能使铜氧化的气体是：（1）H2O （2）H2 （3）O2 （4）86、木炭是熔炼铜合金时应用的覆盖剂，主要作用是防氧化、脱氧和保温。87、铜液中常见的不溶性氧化夹杂有Al2O3，SiO2

17、以及SnO2，一般采用哪种性质的精炼溶剂来清除：（1）碱性溶剂 （2）酸性溶剂 （3）中性溶剂一、名词解释HT200：是指抗拉强度不低于200Mpa的灰口铸铁；QT500-7是指抗拉强度不小于500MPa，伸长率不小于7的球墨铸铁。ZL201：铸造铝铜合金ZAlCu5Mn，是重要的耐热高强度铸铝合金，成份Cu 4.55.3%，Mn 0.6%1.0%，Ti 0.150.35%，其余为Al。ZL104：铸造铝硅镁系合金ZAlSi9Mn，成分为 Si 8.010.5%，Mg 0.17%0.3%，Mn 0.20.5%，其余为Al，铸态组织由+（Al）+（Si）组成。孕育处理 ：铸铁铁液在浇注前，在一定

18、的温度和成分下，加入一定量的孕育剂如硅铁等，改变铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而达到提高铸件性能为目的的处理方法，谓之孕育处理。变质处理：向金属液体中加入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变质剂），使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒，达到提高材料性能的目的。铝合金的吸附精炼：水韧处理：经1000C左右水淬处理后组织转变为单一的奥氏体或奥氏体加少量碳化物，韧性反而提高。时效强化（沉淀强化）：指在固溶了合金元素以后，在常温或加温的条件下，使在高温固溶的合金元素以某种形式析出（金属间化合物之类），形成弥散分布的硬质质点，对位错切过造成阻力，使强度增加，韧性降低。

19、T4固溶处理：将铸件加热至固相线附近，使强化相溶入（Al）中，在淬入冷却介质中获得过饱和的（Al）固溶体，提高铸件的强度和塑性的一种热处理工艺T6固溶处理：指固溶处理加上完全人工时效，固溶处理是指将铸件加热至固相线附近，使强化相溶入（Al）中，在淬入冷却介质中获得过饱和的（Al）固溶体，再将铸件加热至一定温度进行去应力退火的一种热处理工艺。过剩相强化：当铝中加入的合金元素含水量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相吹氩精炼：向钢中吹入氩气的精炼方法。铸铁：含碳大于2.1%的铁碳合金。白口铸铁： 碳除了少量溶于铁素体外，绝大部分以碳化物的形式存在于铸铁中的

20、铸铁灰口铸铁：指具有片状石墨的铸铁。球墨铸铁：通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球化处理：铸铁在铸造时处理合金液体的一种工艺，用来获得球状石墨，从而提高铸铁的机械性能，这种铸铁成为球墨铸铁。蠕墨铸铁；由金属基体和蠕虫状石墨组成的铸铁。可锻铸铁：由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，再经退火而成的铸铁。奥氏体（A或）： C溶于-Fe中所形成的间隙固溶体。铁素体（F或）： C溶于-Fe中所形成的间隙固溶体。-铁素体： 由一个C原子和Fe三个原子组成的金属间化合物Fe3C碳当量定义：根据各元素对共晶点实际碳量的影响折算成碳量的

21、增减。共晶度： 灰铸铁的含碳量与共晶点实际碳量的比值固溶强化： 通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象自然时效：将工件放在室外等自然条件下.使工件内部应力自然释放淬火：将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。紫铜：工业纯铜，其具有玫瑰红色，表面形成氧化膜后呈紫色，故称为紫铜黄铜： 以锌为主加元素的铜合金冲天炉熔化区： 以对流传热为主，区域呈凹形分布，区域高度波动大的区域双联熔炼：冲天炉熔化，电炉提温和调整成份的熔炼方法二、简答题1、简要说明铜合金熔炼工艺要点：a.作好材料管理，b.注意加料顺序，c.采用快速熔炼，d.防止吸收气体，e.

22、炉前检验，f.严格控制温度，g.熔炼不同各类铜合金时，使用的坩埚和炉体应尽可能分开，或者彻底进行洗炉。球铁生产过程中采用孕育处理的目的？（1、可以作为石墨球的核心；（2、能减少反球化剂元素加入所引起的白口倾向，阻碍碳化物的形成，促进碳成长为球状；（3、孕育剂的加入能创造较多的石墨结晶核心，使共晶团数目增多，细小并均匀分布，从而提高机械性能；（4、此外，孕育处理对球化有保护作用，可以延缓球化衰退。4、影响铸铁石墨化程度的主要因索？1）化学成分：C、 Si、P、Al、Cu、Ni 、Co促进石墨化过程，S、Mn、 Cr、W、Mo、V 阻碍石墨化过程。wc，有利于石墨的形核，wSi ，共晶温度，共晶点

23、成分，也有利于石墨的析出，C和Si时影响铸铁组织和性能的主要元素，为综合考虑它们的影响，引入碳当量（Ceq）和共晶度（Sc）的概念。随着铸铁碳当量和共晶度的增加，石墨的数量增多且变得粗大，铁素体数量增加，石墨的数量增多且变得粗大，铁素体数量增加。右图为铸铁的共晶度和壁厚与铸铁组织的关系。2）冷却速度冷却速度愈低，愈有利于石墨化过程。铸铁的冷却速度取决于铸件壁厚，铸件越厚，冷却速度越小。5、球墨铸铁常见缺陷及防止？一、球化不良和球化衰退：1、球化不良，2、球化衰退二、石墨漂浮三、缩孔与缩松 四、皮下气孔五、夹渣6、铸钢件热裂的原因？当铸件某个部位的应力达到或超过其材质的强度极限时，铸件该部位将会

24、产生裂纹。如果裂纹是在凝固过程中形成，则此裂纹称为热裂。热裂的裂口断面呈氧化色，裂口粗糙，其微观组织为晶间断裂。7、简要说明球墨铸铁组织和力学性能特点？1）球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。根据基体组织的不同，常用的球墨铸铁分为三种类型：铁素体球铁、铁素体珠光体球铁及珠光体球铁。2）；力学性能特点1、切削性能好，在切削速度相同情况下可比砂型铸件节电1/2左右。2、抗渗漏性好，耐油压强度高，化学成份（%）为2.93.8c,1.82.4si,8Mn的普通灰铸铁型材，壁厚是1mm,耐油压强度可达284MPa,破锻压

25、力可达3550MPa。3、抗压强度高于砂型铸造一个牌号以上。4、可根据需要对型材进行各种热处理。5、抗疲劳性好，砂型铸件的疲劳比在40%左右，而铸铁型材疲劳比可达60%以上。6、加工余量与加工工时均可减少50%，刀具消耗减少70%,毛坯材料节约12%50%，加工表面糙8、解释铸铁的耐蚀性能？能够防止或延缓某种腐蚀介质腐蚀的特殊铸铁。耐蚀铸铁可根据金相组织、合金成分和适用的介质进行分类。在常见的腐蚀介质内，铸铁的化学成分比其金相组织对耐蚀性的影响更显著。9、铝合金熔炼时三要素“防”“排”“溶”具体含义 ？防从来源角度进行管理排气泡浮游、熔剂、混合喷吹、过滤溶激冷10、高锰钢的加工硬化机理？、孪晶

26、硬化说、位错硬化说、层错硬化说、动态应变时效硬化说、位错层错孪晶11、AI-Cu合金时效强化机理？时效目的 时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，台车烘箱在较高的温度放置或室温保持其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。若采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，称为人工时效处理。12、细化铸造铝合金的组织的方法？铝液内加入生核剂及调节结晶过冷度和改变先析出相来控制晶粒尺寸，达到细化晶粒的目的。加入生核剂：是向铝液中添加少量物质作为生核剂与铝结成较为稳定的化合物促进非自发生核，以达到细化晶粒的目的，异质形核对结晶作用巨大。以外来固体质点的表面为基础

27、的外延长大，实际生产条件下形核都是非自发形核，其要求过冷度远小于自发形核。外来质点与金属润湿性是生核能力强弱的重要参数。13、10-1锡青铜的合金牌号为ZCuSn10P1，其成分为Sn9%11%, P 0.61.2%,其余为Cu,请说出P作为合金元素加入的作用？磷作用：生成Cu3P提高硬度，脱氧，提高流动性。14、冲天炉中的结构示意图如图2所示，请在图中冲天炉中的底焦层指出氧化带和还原带的具体位置，并写出氧和焦炭的四个反应式及其是放热还是吸热？+O2 =CO2 +408kJ +1/2O2 =CO +123kJCO+1/2O2 =CO2 +285kJ CO2+C=2CO -162kJ15、5-5-5锡青铜的合金牌号为ZCuSn5Pb5Zn5，成份：说出Pb作为合金元素加入的作用？16、铝合金中-Al细化剂有那一些，其细化原理是什么？17、铜合金的脱氧有那几种方法？（1）沉淀脱氧：加入的脱氧剂能溶解于铜合金液中，使脱氧反应在整个溶池内进行，这种脱氧速度快，脱氧彻底。（2）扩散脱氧：有些脱氧剂不溶解于铜合金液中，脱氧反应仅在铜合金液界面上进行，由于Cu2O需不断向界面扩散才能脱氧，故称为扩散脱氧。（3）沸腾脱氧：所使用的脱氧剂能与氧作用，产生不溶解于铜液的CO气体，由于CO气体产生后能立即很快上升，因此引进合金液激烈翻腾，故称为沸腾脱氧